Опрос

Какие рубрики вам наиболее интересны?

View Results

Loading ... Loading ...

Наши партнеры

  • .

Последние комментарии

ЭЛЕКТРОНЕТ

Опубликовал Сергей 10 января 2011 в рубрике Наука.

Начавшееся как очередное компьютерное приложение и предназначавшийся для организации совместного решения вполне определенных задач, Интернет давно перешагнул эти рамки и стал «средой существования» миллионов людей и организаций. Линии Всемирной Паутины (телефонные, кабельные и беспроводные) дали возможность, забыв о расстояниях и не покидая дома или офиса, общаться online с друзьями и деловыми партнерами, посещать библиотеки, слушать музыку, смотреть кинофильмы и футбольные матчи и получать доступ к разнообразным базам данных. Человек, ставший пользователем Интернета, уже не мыслит своей деятельности без него и сильно удивляется, когда выясняется, что кто-то еще не имеет выхода в Глобальную Сеть. «Как, он не имеет адреса электронной почты?!» Да вот, представьте, не имеет. И не потому, что не хочет, а потому, что в той деревне и телефон-то один на десять дворов.

Сейчас World Wide Web, Всемирная Паутина (хотя таковой называется вполне заслуженно) реально не проникла не только в «медвежьи углы», но даже и в мегаполисах «опутала» далеко не все квартиры. И одна из главных причин этого — необходимость прокладки новых линий связи, обладающих достаточной пропускной способностью и не ставших по цене «золотыми». Но если прокладка линий дорога, то нельзя ли без нее, то есть без прокладки, обойтись вовсе? Нельзя ли воспользоваться уже существующими линиями? Естественно, внимание разработчиков обратилось к электросети — подлинно всемирной, начавшей строиться на десятилетия раньше телефонных и, тем более, кабельных сетей. Электросети многих стран завязаны в единые энергосистемы, электропроводка есть всюду, розеток по несколько в каждой комнате — чем не альтернатива?

ПРОБЛЕМЫ

Казалось бы, бери и подключайся «к готовенькому». Тем более что с энергетиками конфликта не будет: во-первых, маломощные высокочастотные информационные токи никак не могут помешать нормальному электроснабжению, а во-вторых, появляется долгожданная возможность дистанционно снимать показания счетчиков электроэнергии. (Кстати, и с газовых, и с водяных счетчиков тоже.)

Однако не все так просто. Если хиленький по электрическим понятиям интернетовский сигнал, привыкший к уюту оптоволоконных или коаксиальных кабелей, попадет в ЛЭП, он тут же окажется во враждебной среде.

Трансформаторные подстанции, транспорт и бытовые электроприборы создают ему такое количество помех, что стандартный радиотехнический вопрос — выделение полезного сигнала на фоне шума — становится трудно решаемым. Плюс необходимость монтажа промежуточных фильтров и усилителей на магистральных линиях, где напряжение передаваемого по ним переменного тока достигает тысяч кВ и высок и непредсказуем коэффициент затухания (особенно в длинных линиях, изготовленных из алюминиевых или стальных проводов). При этом нужно учитывать, что организуемая на базе ЛЭП магистраль, чтобы составить конкуренцию традиционным кабельным сетям, должна быть высокоскоростной и многоканальной. Ведь коаксиальный кабель позволяет образовывать десятки тысяч каналов, а волоконно-оптический — сотни тысяч.

Но если нельзя (в данное, по крайней мере, время) проложить полноценные интернет-магистрали по высоковольтным линиям, то почему бы не попробовать использовать домашние электросети в качестве «последних миль» («футов») коммуникаций? Конечно, и здесь сохраняются те же технические проблемы, но они выглядят не столь глобально, так как и напряжение пониже, и расстояния покороче.

ТЕХНОЛОГИИ

Нужно заметить, что высоковольтные линии давно используются в ряде ведомств (железнодорожники, энергетики) для организации служебной связи, но их пропускная способность уступает даже обычным телефонным линиям (менее 56 кбит/с). Пионером же в проведении экспериментов по «интернетизации» электросетей стала компания Norweb — совместное предприятие канадской коммуникационной корпорации Nortel Networks и британской энергетической компании United Utilities, запустившая первый пилотный проект в 1998 г. в ряде районов Манчестера (Англия) и Милана (Италия). Передача данных со скоростью 1 Мбит/с., по электропроводке осуществлялась от дома абонента до ближайшей трансформаторной подстанции, откуда к серверу интернет-провайдера шел коаксиальный или оптоволоконный кабель.

Однако стоимость дополнительного оборудования, выделявшего информацию из силового сигнала, была слишком высока, что сделало «электрический Интернет» не конкурентоспособным по сравнению с другими способами доступа во Всемирную Сеть. Тем не менее, работы в этом направлении продолжались в целом ряде стран: Австрии, Германии, Франции, где под «Электронет» была открыта государственная программа. Проводились эксперименты и у нас, в России, в московском городе-спутнике Зеленограде, где в 19-м районе Московских кабельных сетей ОАО «Мосэнерго» занялись «электрическим Интернетом» как сопутствующим продуктом к системе дистанционного получения информации о режимах работы оборудования распределительных и трансформаторных подстанций и кабельных линий. Но настоящий прорыв в этой области произошел в 2000 г., когда две компании — Enikia и Intellon образовали альянс HomePlug, к которому ныне присоединились более сотни фирм, включая таких компьютерных гигантов, как Intel, AMD, Hewlett- Packard, 3Com, Cisco Systems. Уделяя наибольшее внимание домашним (девиз альянса: «Интернет в каждой домашней розетке»), а не магистральным сетям, они разработали стандарт передачи данных по электропроводке со скоростью 14 Мбит/с, а также набор микросхем INT5130, обеспечивающий достаточно надежную связь как в отдельной квартире, так и в большом многоквартирном доме.

Тогда же занялись и решением еще трех проблем, сопровождающих «электрический Интернет»: 1) несвязанность электросети, 2) «беззащитность» информации и 3) высокочастотное излучение.

Первая из названных проблем возникает из-за того, что ток поступает в дома по трехфазной проводке, а если мы хотим иметь локальную домашнюю сеть, то все подключения должны производиться через единую фазу. Эта проблема решается с помощью средств контроля правильности подключения, встроенных в сетевой адаптер, и... специалиста-электрика, который знает, как найти нужную фазу в вашем доме. Вторая и третья проблемы проистекают из того, что электропроводка практически не изолирована по высокой частоте от внешнего мира. При наличии современной аппаратуры любой желающий может легко ознакомиться с идущими вам сообщениями и добраться до ваших баз данных. Здесь решение предлагается с помощью встроенного в адаптер механизма шифрования информации.

С другой стороны, идущий по электропроводу высокочастотный сигнал, превращает его в антенну, излучения которой могут препятствовать работе и домашних телевизоров, и радиоприемников, и служебных раций органов правопорядка и спасателей. Насколько серьезно последнее станет ясно только при достаточном наборе эксплуатационной статистики, а пока вопрос борьбы с новоявленным колебательным контуром остается открытым.

Что же представляет собой сетевой адаптер, обладающий такими возможностями, рассмотрим на примере NeverWire 14 — устройства передачи инфрормации через силовую проводку здания. Данное устройство разработано и производится американской компанией Phonex Broadband Corporation — одним из лидеров на рынке Power Line Communication (PLC) технологий. В этой технологии, основанной на частотном разделении сигнала, высокоскоростной поток данных разбивается на несколько низкоскоростных, каждый из которых передается на отдельной частоте с последующим их объединением в один сигнал.

Схема построения абонентской сети на основе технологии PLC такова. Внешнее телекоммуникационное оборудование размещается на ближайшей трансформаторной подстанции и подключается, с одной стороны, к телефонной или кабельной интернет-магистра- ли, а с другой — к электрической сети дома. Таким образом, это оборудование становится шлюзом между внешней сетью Интернета и локальной PLC-сетью, входом в которую является обеспечивающий высокоскоростное соединение PLC-адаптер, установленный в помещении пользователя. Адаптеры PLC по сути являются специализированными модемами с разделяющими фильтрами, отсекающими силовые составляющие тока от высокочастотных интернет-сигналов. PLC- адаптеры имеют стандартные интерфейсы (например, RS-232, RJ-45, USB, Ethernet), к которым могут быть подключены в качестве терминалов компьютеры, телефоны, факсовые аппараты и другая техника.

Использование 84 так называемых поднесущих частот в диапазоне 4 — 21 МГц не оказывает влияния на передачу по проводам обычной электроэнергии, поскольку составляет существенную разницу в сравнении со стандартными 50 или 60 Гц электрических сетей. Таким образом, «обычная» электросеть может одновременно доставлять электроэнергию и данные по одной цепи (линии).

При этом PLC-устройства могут «видеть» и декодировать информацию, хотя обычные электрические устройства — лампы накаливания, двигатели и т. п. — даже «не догадываются» о присутствии сигналов сетевого трафика и работают в обычном режиме.

Сетевой адаптер NeverWire 14 выполнен в отдельном корпусе, по размерам чуть превышающем обычный внешний модем. Возможности NeverWire 14 позволяют объединять в единую локальную сеть практически любые устройства, имеющие Ethernet-интерфейс (компьютеры, сетевые принтеры, DSL-MO- демы и др.). Максимальная скорость передачи данных в такой сети — 14 Мбит/с, расстояние между устройствами до 150 м, что вполне достаточно для комфортной работы в локальной сети здания, где активно используются общие ресурсы, такие как файлы и принтеры, а также имеется общее подключение к Интернету. По потребительским свойствам такая сеть практически не отличается от обычной 10-мега- битной сети на витой паре. Однако есть и особенности, касающиеся, в первую очередь, самого адаптера NeverWire 14:

— установка адаптера вблизи приборов, создающих помехи, может уменьшить скорость передачи данных (электророзетки, к которым подключены бытовые приборы, имеющие электродвигатель, а также галогеновые лампы, лампы с сенсорным выключателем, флуоресцентные лампы, регуляторы освещения);

— устройство не будет функционировать, если его включить в сеть через сетевой фильтр.

Установка шифрования для защиты локальной сети от доступа извне производится нажатием на пять секунд кнопки SECURE.

Для проверки связанности сети, то есть определения, к одной ли фазе устройства, входящие в локальную сеть, на одном из устройств NeverWire 14 нужно на семь секунд нажать кнопку DIAGS. Если после этого индикатор TEST мигнет столько раз, сколько устройств находится в сети (исключая устройство, с которого проводилось тестирование), все устройства NeverWire 14 функционируют правильно.

ПЕРСПЕКТИВЫ

Технология PLC оказалась достаточно перспективной, чтобы вызвать новую волну интереса к «Электронету». В США техасская компания Current Communications Group, занимающаяся организацией широкополосного доступа к Интернету через сеть электропитания, объявила о разработке в сотрудничестве с компанией TXU Electric Delivery проекта, реализация которого позволит 2 млн жителей северного Техаса подключаться к Интернету посредством обычной розетки. В России аналогичные услуги начала предоставлять клиентам компания СПАРК (холдинг ЗАО «Электро-Ком»), став первым оператором связи на российском телекоммуникационном рынке, обеспечивающим доступ к сети Интернет с использованием электросетей по новейшей технологии PLC Услуги СПАРК позволяют снизить затраты застройщиков на телекоммуникационную составляющую и, соответственно, уменьшить затраты будущих жильцов или арендаторов.

Благодаря PLC, застройщику нет необходимости строить внутреннюю слаботочную распределительную сеть, по стандартной электрической клиенты получают полный пакет услуг, включающий в себя высокоскоростной доступ к сети Интернет (скорость не менее 10 Мбит/с), IP-телефонию и цифровое телевидение. Первый фрагмент сети «СПАРК» включает в себя более 750 узлов доступа, расположенных в жилых домах Москвы, Красногорска, Калуги, Рязани и Ростова-на-Дону. Все узлы доступа объединены собственной магистральной оптической сетью Gigabit Ethernet.

Таким образом, уже сейчас является реальностью возможность обходиться без прокладки дополнительных коммуникационных линий в домах, квартирах и малых офисах с десятком компьютеров. А объединение в единую сеть вычислительной техники и бытовых электроприборов еще на шаг приближает нас к тому, что каждый дом станет цифровым.

Читайте также:

ИСААК, ТЫ, ВОЗМОЖНО, НЕ СОВСЕМ ПРАВ.
ЭТАЛОН ЦЕЙССА.
Акула-Субмарина
Асимметрия Земли. Луны и Венеры.


Написать комментарий

RSS

rss Подпишитесь на RSS для получения обновлений.